[發明專利]非接觸應變場與聲發射聯合分體式測量系統及方法

有效

• 申請號: 201710001909.2
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106706761B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 宋迎東;于國強;高希光;謝楚陽;楊叢橙
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G01N29/22;G01N3/36;G01B11/16
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種非接觸應變場與聲發射聯合分體式測量系統，其特征在于，包括：測試試樣（1）、試驗機夾具（2）、聲發射傳感器（3）、聲發射采集系統（4）、攝像頭（5）、圖像采集控制設備（6）和固定裝置（7）；所述測試試樣（1）為矩形條狀的無磁性材料，所述試驗機夾具（2）數量為兩個，試驗機夾具（2）分別夾持在測試試樣（1）的上下兩端，對測試試樣（1）進行拉伸；所述聲發射傳感器（3）和攝像頭（5）分別固定在測試試樣（1）的左右相對兩側，聲發射傳感器（3）將采集的聲信號發送至聲發射采集系統（4），攝像頭（5）將采集的圖像信號發送至圖像采集控制設備（6）；所述聲發射傳感器（3）為圓柱體，圓柱體的頂面為傳感面，聲發射傳感器（3）通過固定裝置（7）固定，使得聲發射傳感器（3）的傳感面緊貼測試試樣（1）的表面；所述固定裝置（7）包括固定塊（8）、支撐墊片（9）和固定膠帶（10），所述固定塊（8）為彈性的長方體結構，固定塊（8）中部設有與聲發射傳感器（3）形狀相配合的固定槽（11），所述固定槽（11）在固定塊（8）的表面形成圓形開口（12），聲發射傳感器（3）安裝在固定槽（11）中，聲發射傳感器（3）的底面與固定槽（11）的槽底貼合，聲發射傳感器（3）的頂面與圓形開口（12）平齊；所述支撐墊片（9）為一對相同的平板墊片，支撐墊片（9）的一端開設有矩形缺口（13），所述矩形缺口（13）的寬度與測試試樣（1）的寬度相同，兩個支撐墊片（9）均通過矩形缺口（13）卡住測試試樣（1），并通過矩形缺口（13）表面涂覆的粘結劑與測試試樣（1）的表面保持垂直固定，固定塊（8）夾設在兩個支撐墊片（9）之間；所述固定膠帶（10）將固定塊（8）和支撐墊片（9）連接固定。

2.如權利要求1所述的一種非接觸應變場與聲發射聯合分體式測量系統，其特征在于：所述測試試樣（1）為陶瓷基復合材料。

3.如權利要求1所述的一種非接觸應變場與聲發射聯合分體式測量系統，其特征在于：所述固定塊（8）由聚乙烯發泡棉制成。

4.如權利要求1所述的一種非接觸應變場與聲發射聯合分體式測量系統，其特征在于：所述固定膠帶（10）分為兩段，分別固定兩片支撐墊片（9），兩段固定膠帶（10）之間無直接接觸。

5.一種采用如權利要求1-4中任一項所述的非接觸應變場與聲發射聯合分體式測量系統的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）在一對支撐墊片（9）的矩形缺口（13）處均勻涂抹環氧樹脂膠，將支撐墊片（9）粘貼到測試試樣（1）的實驗段；

2）待環氧樹脂膠完全凝固后，使用丙烯酸啞光白噴漆將測試試樣（1）的變形測量面均勻覆蓋成白色，風干后使用啞光黑丙烯酸噴漆在白色漆面上噴制散斑圖案；

3）采用攝像頭（5）拍攝測試試樣（1）的散斑照片，對散斑照片進行分析，建立散斑灰度直方圖；

4）啟動試驗機，將測試試樣（1）裝夾到試驗機夾具（2）上并消除預緊力；

5）將聲發射傳感器（3）安裝到固定塊（8）的固定槽（11）中，聲發射傳感器（3）的底面與固定槽（11）的槽底貼合，聲發射傳感器（3）的頂面與圓形開口（12）平齊；

6）將固定塊（8）安裝到兩個支撐墊片（9）之間，使得聲發射傳感器（3）的傳感面緊貼與測試試樣（1）的變形測量面相反的一面，并通過固定膠帶（10）固定；

7）調整攝像頭（5）的拍攝距離和焦距，調節聲發射采集系統（4）的測試門檻值，設置試驗機的加載速率；

8）同時啟動試驗機、圖像采集控制設備（6）和聲發射采集系統（4），試驗機對測試試樣（1）進行拉伸，實現非接觸應變場與聲發射的聯合測試。

6.如權利要求5所述的測量方法，其特征在于：步驟3）中，若散斑灰度直方圖為高斯分布或鐘型分布，則散斑滿足測試要求；若散斑灰度直方圖為雙峰分布，則重新制作散斑。

7.如權利要求5所述的測量方法，其特征在于：步驟6）中，在將固定塊（8）安裝到兩個支撐墊片（9）之間之前，沿測試試樣（1）的拉伸方向對固定塊（8）進行預壓縮處理。

8.如權利要求5所述的測量方法，其特征在于：所述拍攝距離為1.5m，所述焦距為50mm，所述測試門檻值為40dB，所述加載速率為0.1mm/min。